用于在線測量連續濾嘴桿中的增塑劑的方法和用于在煙草加工工業中生產連續濾嘴桿的裝置制造方法

用于在線測量連續濾嘴桿中的增塑劑的方法和用于在煙草加工工業中生產連續濾嘴桿的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于在濾嘴桿制造設備處在線測量在連續濾嘴桿中的增塑劑的方法。該方法包括以下步驟：在移動經過的連續濾嘴桿處利用微波諧振器（10）測量出諧振偏移（A）和譜線變寬（B）；從所述微波諧振器的所述測量變量（A,B）中測定出增塑劑的單位長度質量；在將所述增塑劑涂覆到所述濾嘴絲束帶上的情況下測量出單位時間所施加的增塑劑參考質量；從測量出的單位時間施加的增塑劑參考質量中測定出增塑劑的單位長度的平均參考質量；在測定所述增塑劑參考質量的相同時期內，將采用所述微波諧振器的測量變量測定出增塑劑單位長度質量取平均值；測定在所述單位長度質量的平均參考數值和平均單位長度質量之間的偏差；并且根據所測定出的偏差校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的所述單位長度質量。
【專利說明】用于在線測量連續濾嘴桿中的增塑劑的方法和用于在煙草加工工業中生產連續濾嘴桿的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于在線測量在濾嘴桿制造設備的連續濾嘴桿中的增塑劑的方法。本發明還涉及用于在煙草加工工業中生產連續濾嘴桿的裝置。
【背景技術】
[0002]EP1325683A2披露了用于用具有至少三種組分的濾嘴材料生產煙草加工工業的纖維束的方法和設備。采用入口管道將濾嘴材料組合成連續濾嘴桿，并且測定出在纖維繩中的三種組分的比例。為了測量比例，采用在第一波長范圍內的電磁波測量至少一個部分，同時采用在第二波長范圍內的電磁波測量另一個部分。另外，設置具有測量頭的微波測量系統，它具有微波源和微波檢測器。在微波測量系統處測量和評估兩個數；這能夠針對水的比例和化學性能類似的組分增塑劑和濾嘴絲束在條帶中的常見比例作出說明。在這里采用根據EP0791823A2的測量方法。可以只是采用該測量方法，其中可以通過單獨的頻率范圍檢測出不同的材料組分。
[0003]EP189529IAl披露了配備有測量單元的濾嘴桿測量工站,用來至少測量濾嘴桿的質量和濾嘴桿的壓降，其中設有微波測量裝置，用來測量增塑劑質量和/或水分含量和/或濾嘴桿的干燥質量。這些為在線測量，其中從生產過程中去除所要測量的試樣，以便輸送它用于測量濾嘴桿質量、濾嘴桿的壓降，并且輸送給微波測量單元。因此，只能通過在線操作檢測出所生產出的質量的極小部分。
[0004]US7，027，148B2披露了用于測定在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯含量的設備。該設備具有濾嘴絲束容器、濾嘴絲束拉伸和松弛單元和濾嘴桿成型單元。這里，采用諧振頻率偏移和諧振譜線的擴散用微波諧振器測定出在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯含量。為了在該過程中測定出三乙酸甘油酯含量，利用了從測量變量中獲取的結果之間的線性關系，其中為了測定偏置值，周期性地切斷三乙酸甘油酯的供應，并且將在沒有三乙酸甘油酯的情況下生產出的連續濾嘴桿測量作為參考值。因為必須將沒有三乙酸甘油酯的這些濾嘴桿作為廢品處理，所以頻繁的配衡往往導致材料消耗不可接受。可選的是，可以采用第二微波測量單元與速度傳感器一起來在添加三乙酸甘油酯之前測量參考值，但是這使得測量三乙酸甘油酯的成本急劇增大。
[0005]EP1480532B1披露了用于在香煙制造業中同時連續測量和調節在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯和醋酸酯的含量的設備。這里，采用傳感器來檢測濾嘴絲束材料的質量流量，并且采用傳感器來檢測濾嘴絲束材料的質量流量和增塑劑質量的總和。在香煙桿的生產中，用于測量質量流量的傳感器按照這樣的方式連接，從而可以彼此獨立地測量和調節濾嘴材料質量和增塑劑質量兩者。作為兩個微波單元和速度傳感器的組合的這種測量技術業使得測量不相稱地昂貴。
[0006]在濾嘴桿的生產中，通常幾個材料參數彼此單獨變化。
[0007]a)濾嘴絲束的表面密度，即單位桿長度的濾嘴絲束質量。該表面密度通常在短距離內變化，并且也在濾嘴桿內出現。
[0008]b)濾嘴絲束的纖度隨著用于濾嘴絲束的材料變化而變化。纖度通常規定為單位纖維的質量，以及相對于規定長度的單位纖維帶的總質量。由于在生產過程期間的缺陷，由于在濾嘴絲束帶中的長絲斷裂，纖維帶的總質量會改變，從而單位纖維帶的長絲數量會改變大約2%。這些變化會突然出現，但是之后在許多濾嘴桿的距離上保持。
[0009]c)濾嘴絲束材料的水分會改變。該變化往往在許多濾嘴桿的行進期間慢慢出現，因為在一定程度上由于長時間存放在絲束包內出現水分均衡。
[0010]d)剛施加的增塑劑材料的表面密度會改變；這里通常采用三乙酸甘油酯。增塑劑在硬化之后在濾嘴桿內提供了尺寸穩定性。所施加的增塑劑材料的表面密度的變化通常在濾嘴桿內的非常短距離上出現，并且會具有急劇變化的局部集中。
[0011]e)另外，在生產期間，紙張和膠在連續濾嘴桿中的比例會變化，尤其是含水的膠和不含水的膠的比例會變化。紙張和膠或者相應在膠內的比例變化通常在許多濾嘴桿上在較大的距離內相對緩慢的出現。
[0012]前面所披露的用于采用微波諧振器測量在連續濾嘴桿中的增塑劑含量的方法由于含量變化所以只能不精確地檢測出增塑劑的含量，或者由于產生廢品所以這些方法是不經濟的。因此，在所有所披露的方法中，采用另外的測量變量來反映出這些變化，并且因此能夠更精確地評估微波諧振器的測量變量。通常，例如如同測定濾嘴桿的壓降一樣，這不會在線出現，或者它在濾嘴桿制造設備處需要另外的昂貴測量裝置。

【發明內容】

[0013]本發明的目的在于提供一種用于采用簡單的微波測量單元在線測量在連續濾嘴桿中的增塑劑含量的方法和設備，以便能夠可靠地檢測并且調節在增塑劑含量方面的短期和長期波動。本發明的方法包括采用微波方法自動地補償在工藝流程例如絲束量中的短期波動和迅速變化，而在許多濾嘴桿的程序上出現的長期變化例如水分或紙張的變化通過長期參考測量來校正。
[0014]根據本發明的目的是通過具有權利要求1的特征的設備來實現。優選實施方案為從屬權利要求的主題。
[0015]根據本發明的方法用于在濾嘴桿制造設備處在線測量在連續濾嘴桿中的增塑劑。根據本發明，采用微波諧振器在移動經過的連續濾嘴桿處測量出諧振曲線的諧振頻率偏移(A)和譜線變寬(B)。在微波測量技術中公知的是，位于諧振器空腔中的介電材料導致諧振頻率偏移以及與空的諧振器空腔相比諧振曲線變寬。根據本發明，從微波諧振器的兩個測量變量中測定出增塑劑的單位長度質量。為此，優選的是，假設在諧振頻率偏移和譜線變寬與增塑劑的單位長度質量之間為線性關系。根據本發明，對增塑劑進行參考測量，這在生產許多的更長時期內涉及在其施加在濾嘴絲束帶上的情況下單位時間施加的增塑劑質量。在形成連續香煙桿之前，存在其上施加有增塑劑的濾嘴絲束帶。采用根據本發明的方法，在連續濾嘴桿的生產期間在線測量出所施加的增塑劑的參考質量。根據本發明，從測量出的單位時間施加的增塑劑參考質量測定出增塑劑的單位長度的平均參考質量。為此，已知在設備中的濾嘴絲束桿的速度，并且將單位時間施加的增塑劑的參考質量轉換成單位長度施加的增塑劑的平均參考質量。[0016]另外，采用根據本發明的方法，在測定參考質量的相同時期內，采用微波諧振器的測量變量測定出增塑劑單位長度的質量的平均值。微波諧振器可以具有幾毫米的非常小的測量區域。采用取平均值程序，在一定長度上將采用微波諧振器的測量變量測定出的單位長度質量的數值取平均值。根據本發明，在根據取平均值程序從微波諧振器的測量變量中得到的單位長度的平均值和從參考質量測量中得到的單位長度平均參考質量之間測定出偏移。根據本發明采用這種偏移來相應地校正從微波諧振器的測量變量中測定出的單位長度的質量數值。
[0017]因此，根據本發明的方法，因此只是采用單個微波諧振器，利用從將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上開始的平均單位長度參考質量的結果來校正從微波諧振器的測量變量中得到的單位長度質量。為此無需在香煙機設置昂貴的其它測量單元。另外，通過單位長度的平均參考質量來校正數值非常緩慢并且可靠地進行調節，并且能夠校正在微波諧振器的測量變量中的波動。
[0018]這種長期參考測量的持續時間優選在許多濾嘴桿的生產上實施。對于該過程而言，例如可以規定濾嘴桿的數量。有利的是，該持續時間應該至少等于濾嘴絲束的提起位置相對于濾嘴絲束包的表面的來回運行時間。濾嘴絲束包通常如此構建，從而在一層包中的提起位置來回蜿蜒延伸。在下面的層中，提起位置然后垂直于前一層運動，來回蜿蜒延伸。因為在包的中央和表面之間會觀察到水分差異，所以使得提起位置來回運動是持續時間的合適量度以便使得在濾嘴絲束包內的水分波動均衡。
[0019]在一個優選實施方案中，根據下面的公式計算出增塑劑的單位長度質量(mw):
[0020]mw=kO+kl*A+k2*B+P (Φ),
[0021]其中A為諧振偏移，B為譜線變寬，k0、kl、k2為實際數量，Φ為A和B的商,并且P為取決于Φ的多項式。針對增塑劑的單位長度質量的上面公式假設已知在增塑劑質量和諧振頻率偏移以及諧振曲線的變寬之間呈線性關系。另外，存在所謂的偏置值ko，該數值不與微波諧振器的測量變量相關。另外，作為另外的校正項，存在多項式，這取決于A和B的商。如在水分測量技術中公知的是，商B/A取決于水分。在用于測定增塑劑質量中，商B/A不唯一取決于水分，而且還取決于增塑劑的質量。偶爾代替商B/A，采用也取決于B/A的函數，該函數為在O至Pi/2范圍內的單調嚴格遞增函數,例如arctan(B/A)。在本申請中，一般來說，B/A還可以總是表示arctan (B/A)的數值或另一個函數。在該方法的校準期間一開始測定出系數k0、kl和k2以及具有其系數的多項式P。
[0022]在尤其優選的實施方案中，與所述偏差成正比地校正系數k0的數值。因此從單位長度的平均“微波”質量和從增塑劑施加中測定出的單位長度的參考質量的差值中得到k0的校正。
[0023]在根據本發明的優選實施方案中，從存儲容器將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上，其中測量出存儲容器的重量減小以便測定施加的增塑劑的單位時間參考質量。存儲容器的重量隨著將增塑劑連續施加到濾嘴絲束帶上而連續減小。假設增塑劑連續流動到濾嘴絲束帶上，則重量減小對應于所施加的增塑劑的單位時間參考質量。但是，如果該增塑劑流不是連續的，則必須適當的擴大用于測定參考質量的時間窗口，從而可以忽略在增塑劑的施加強度方面的波動。采用最終連續濾嘴桿的輸送速度或者在該時間窗口中產生出的濾嘴桿的計數，將單位時間質量轉換成單位長度質量，即將單位時間參考質量乘以桿速度或者除以桿數量。
[0024]在根據本發明的方法的可選實施方案中，從存儲容器將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上，其中為了測定所施加的增塑劑的單位時間參考質量，通過連續填注液位計測量出存儲容器的填注液位減小。將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上連續地降低存儲容器的填注液位。由此，單位時間內施加的增塑劑鉤僅僅通過容器重量測量來計算。這樣也采用成品的連續濾嘴桿的輸送速度或者在該時間窗口中產生出的濾嘴桿的計數將單位時間質量轉換成單位長度的質量。
[0025]可選的是，可以測量出穿過供給管線進行增塑劑施加的增塑劑體積，以便測定出所施加的增塑劑的單位時間參考質量。增塑劑通常通過供給管線從存儲容器輸送給濾嘴桿制造設備的位置，在那里例如采用旋轉刷施加。可以通過測量在供給管線中的體積流量并且考慮連續濾嘴桿的速度或濾嘴桿的數量來得到增塑劑的單位長度的平均質量。
[0026]通過根據本發明的方法，連續測定出增塑劑的單位長度平均質量。因此，單位長度的平均質量是連續重新計算出的運動測量值。
[0027]在優選實施方案中，也連續測定出增塑劑的參考質量偏差，并且優選的是連續校正從微波諧振器的測量變量中測定出的增塑劑質量。
[0028]在根據本發明的另一個優選改進方面中，根據微波諧振器的測量變量測定出濾嘴桿的水分值，并且考慮針對增塑劑的單位長度質量的校正值。如已經在一開始所提到的一樣，在水分測量技術中已知的是，商B/A與所測量的材料的水分成正比。因為在香煙濾嘴桿的生產期間，在該水分值中也反映出所施加的增塑劑的質量，可以通過考慮增塑劑的質量來改善水分值。通過調節至增塑劑的單位長度質量的校正值，也可以獲得可靠的水分測量值。
[0029]水分值Ψ優選根據下面的公式測定:
[0030]ψ=?Ο+Π*Φ+?2*πιΙ
[0031]其中f0、fl和f2為常數，Φ為諧振偏移A和譜線變寬B的商，并且mw為增塑劑的校正質量值。
[0032]在根據本發明的方法的尤其優選的另一個改進方面中，也測量出在濾嘴絲束條帶的纖維上擴散的在紅外或可見波長區域中的電磁輻射強度。與微波測量相反，在這里沒有采用濾嘴絲束帶的介電特性，而是采用具有散射的表面特性。根據測量出的強度S，針對從微波變量中測定出的增塑劑的單位長度質量計算出附加的校正項。該方法的這個進一步的改進方面基于這樣的認識，即微波諧振器的測量變量Φ基本上取決于增塑劑的質量和在濾嘴絲束條帶中的水分，但是絲束質量的影響很小。相比，如果采用激光強度作為電磁輻射，在該激光在濾嘴絲束帶中散射時，則在更多纖維沒有位于光束通道中時強度更強烈地減小。因此，該變量僅僅取決于在光束通道中的總絲束纖維表面，并且不取決于或者只是稍微取決于水分含量和所施加的增塑劑。通過考慮激光信號強度，根據本發明的方法能夠導致絲束材料的絲束微波三乙酸甘油酯數值的獨立性仍然改善。
[0033]為了反映濾嘴絲束材料的變化以及相關的纖度變化，可以根據絲束材料的纖度測定出從微波諧振器的測量變量中測定出的增塑劑單位長度質量的另一個附加的校正變量。增塑劑的單位長度質量mw優選根據下面的公式計算出:
[0034]mw=kO+kl*A+k2*B+P ( Φ )+k3*log (S*G/F),[0035]其中k0、kl、k2和k3為常數,A為諧振偏移,B為譜線變寬，Φ為A和B的商、P為取決于Φ的多項式、G為濾嘴絲束帶的質量，并且F為具有規定長度的濾嘴絲束帶的單根纖維的質量。絲束材料的纖度通常以“F-Y-G”的形式規定，其中F為纖維的質量，G為在標準長度通常為9km的情況下以克為單位規定的總帶的質量。由于施加散射電磁輻射的強度S，所以采用來自纖度的已知數值G和F，可以測定出單位長度的校正增塑劑質量，這確保了隨著絲束材料變化纖度的獨立性改善。只是在設備的操作人員終端的鍵盤輸入變量F和G就足夠了。
[0036]對于根據本發明的方法，優選采用三乙酸甘油酯作為連續濾嘴桿的增塑劑，它優選通過旋轉刷或通過噴嘴以流體的形式施加到濾嘴絲束帶上。
[0037]本發明的目的還通過根據權利要求16所述的用于在煙草加工工業中生產連續濾嘴桿的設備來實現。
[0038]根據本發明的設備使之能夠在在線測量增塑劑含量的情況下生產出煙草加工工業的連續濾嘴桿。根據本發明，該設備配備有微波諧振器，用來測量移動經過的連續濾嘴桿的諧振頻率偏移(A)和譜線變寬(B)。另外，設有測量裝置，用來測量施加到濾嘴絲束帶上的增塑劑在較長時期內單位時間的參考質量。該較長的時間優選至少與周期出現的水分變化的最短時間一樣長，即絲束的提起位置從濾嘴絲束包來回運行的時間。將微波諧振器和參考測量裝置的測量值提供給評估單元。評估單元從微波諧振器的測量數值中測定出增塑劑的單位長度質量。另外，該評估單元從參考測量裝置測量出的測量值中測定出單位長度參考質量。根據本發明，評估單元對由參考測量裝置測定的基于增塑劑的平均單位長度質量從微波測量中獲得的增塑劑單位長度質量進行校正。該裝置優選設計成執行根據本發明的方法。
[0039]在本發明的優選實施方案中，參考測量裝置構建為標尺，用來檢測在存儲容器中增塑劑的單位時間質量變化。根據單位時間質量變化，同時考慮濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數量，可以測定出單位長度的增塑劑的平均參考質量。
[0040]在本發明的另一個實施方案中，參考測量裝置構建為連續填注液位測量裝置，用來檢測在存儲容器中用于增塑劑的單位時間填注液位變化。該連續填注液位測量裝置可以構建為電容傳感器、超聲波經過時間傳感器、微波經過時間傳感器或者機械漂浮傳感器。可以根據單位時間的液位變化同時考慮增塑劑容器的校準曲線、濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數量來測定單位長度的增塑劑平均參考質量。
[0041]可選的是，或者另外，參考測量裝置設計為體積流量計，用來檢測在增塑劑施加期間單位時間的體積。可以根據在較長時期內測定出的單位時間增塑劑流量，同時考慮單位長度的增塑劑容器的校準曲線、濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數量，來測定出單位長度的平均參考質量。
[0042]另外，可以采用不同的用于單位長度增塑劑質量的參考測量的方法的組合，以便實現參考測量的測量精度改進，例如在自動填注三乙酸甘油酯容器時檢測在設備中的不同操作狀態。
[0043]在另一個優選實施方案中，提供在可見或紅外波長范圍內的激光，并且為在濾嘴絲束帶處散射的激光提供強度傳感器。評估單元根據測量出的散射激光的強度校正增塑劑的單位長度質量，從而可以獲得與濾嘴絲束的纖度無關的三乙酸甘油酯測量。【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]在下面采用示例性實施方案對本發明進行更詳細說明。在這些附圖中:
[0045]圖1顯示出濾嘴桿制造設備的示意圖，其在連續濾嘴桿處具有微波傳感器并且針對甘油三乙酸酯容器采用標尺進行甘油三乙酸酯參考測量；
[0046]圖2顯示出濾嘴桿制造設備的示意圖，其在連續濾嘴桿處具有微波傳感器并且針對甘油三乙酸酯容器采用連續罐裝液位測量裝置進行甘油三乙酸酯參考測量；
[0047]圖3顯示出濾嘴桿制造設備的示意圖，其在連續濾嘴桿處具有微波傳感器并且在甘油三乙酸酯容器和甘油三乙酸酯施加單元之間的生產線中采用流量測量進行甘油三乙酸酯參考測量；
[0048]圖4顯示出濾嘴桿制造設備的示意圖，其在連續濾嘴桿處具有微波傳感器，具有用于針對纖度變化的改進的甘油三乙酸酯校正裝置的紅外激光傳感器，并且通過用于甘油三乙酸酯的標尺進行甘油三乙酸酯參考測量；
[0049]圖5顯示出針對單位濾嘴桿長度的甘油三乙酸酯含量的不同纖維束質量和纖維束纖度的測量值A和B的商Φ=Β/Α的依賴性；并且
[0050]圖6顯示出根據單位長度的參考甘油三乙酸酯含量單位長度的微波甘油三乙酸酯數值對于不同絲束質量和絲束纖度的依賴性以及在濾嘴絲束中的水分波動的破壞性影響。
【具體實施方式】
[0051]圖1顯示出用于甘油三乙酸酯參考測量的微波傳感器10和甘油三乙酸酯標尺13的濾嘴桿煙卷制造設備的示意圖。按照已知的方式生產連續煙卷濾嘴桿7。濾嘴絲束帶2從濾嘴絲束包I供應到濾嘴絲束拉伸和松弛單元3。在濾嘴絲束帶離開拉伸和松弛單元之后，在下面的步驟中將三乙酸甘油酯施加到其上。采用三乙酸甘油酯涂覆裝置4將三乙酸甘油酯17施加到濾嘴絲束帶上。將濾嘴絲束帶提供給用于形成桿的入口通道5。用于卷繞桿的紙張從紙卷筒6提供給在入口通道5中運行的帶。將膠8提供給局部卷繞的濾嘴桿，并且在加熱區9中硬化。
[0052]在加熱區9之后設置用于測量的微波諧振器10。隨后通過切割裝置11將所生產出的連續濾嘴桿切割成濾嘴桿。
[0053]三乙酸甘油酯17從通過供應管線15與三乙酸甘油酯涂覆裝置4連接的三乙酸甘油酯容器12中提供。采用用于測定參考三乙酸甘油酯質量的標尺13連續測量出在三乙酸甘油酯容器12中的質量變化。
[0054]微波測量裝置16評估了微波諧振器10的測量信號和來自標尺13的測量值。
[0055]微波諧振器10可以例如為輪廓諧振器，尤其具有非常小空間要求的結構，從而它隨后也可以安裝在濾嘴桿制造設備中。與空的諧振器相比，微波諧振器測量出由連續香煙桿引起的諧振曲線的諧振頻率偏移A和譜線變寬B。由于連續濾嘴桿的介電特性，在微波諧振器中形成的諧振在其諧振頻率方面偏移，并且諧振變寬。
[0056]圖2顯示出如圖1所示在連續濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設備的示意圖。但是，這里通過用于三乙酸甘油酯容器的連續填注液位測量裝置13a來實現三乙酸甘油酯參考測量。該連續填注液位測量可以構建為電容傳感器、超聲波經過時間傳感器、微波經過時間傳感器或機械漂浮傳感器。
[0057]圖3顯示出如圖1和2所示在連續濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設備的示意圖。但是，這里通過對在供應管線15中的三乙酸甘油酯流體14的體積進行流量測量來實現三乙酸甘油酯參考測量。
[0058]圖4顯示出如圖1、2和3所示在濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設備的示意圖，其中例如通過采用標尺13測量三乙酸甘油酯容器12的重量損失來進行三乙酸甘油酯參考測量。另外，在濾嘴桿7處安裝有紅外激光測量裝置10a，以便在纖度變化的情況下校正微波三乙酸甘油酯信號，從而改善校準與纖度的不相關性。
[0059]圖5顯示出針對四種不同的纖度值的三乙酸甘油酯含量的B和A的acetan商的趨勢，在三乙酸甘油酯含量上具有小幅增大的明顯趨勢。該圖還顯示出，B和A的商與濾嘴絲束質量和濾嘴絲束纖度無關。但是同時，水分上存在明顯的相關性，這用于使得測量數值圍繞著所繪制的最佳擬合線分散。在圖5中的測量值中所內在的在水分上的這種較低相關性可以通過與用于三乙酸甘油酯含量的長期參考值進行周期性比較采用根據本發明的方法進行補償，從而通過采用單個微波諧振器進行測量，能夠可靠地在線測定出用于連續濾嘴桿的單位長度的三乙酸甘油酯質量。
[0060]圖6顯示出單獨從在濾嘴桿處微波諧振器的數據A、B和B/A得到的單位長度三乙酸甘油酯數值相對于參考三乙酸甘油酯數值的關系。該曲線圖顯示出不同的絲束質量和不同的絲束纖度對微波三乙酸甘油酯數值幾乎沒有任何影響。但是，所測定的單位長度三乙酸甘油酯數值取決于在濾嘴絲束中的水分波動。所繪制的最佳擬合線清楚表明，可以從所測量出的數值中可靠地消除由于在濾嘴絲束中的水分波動造成的影響。
[0061]根據本發明的方法利用了這樣的事實，即變量A和B與在連續濾嘴桿中的所有獨立參數線性相關。雖然A和B的上與絲束質量和纖度無關，但是它取決于三乙酸甘油酯含量和水分。因此，如果已知這些線性組合的系數，則可以通過A、B和B/A的線性組合將三乙酸甘油酯含量給出為單位長度質量。這些系數通過一次校準程序來測定。這樣，所施加的三乙酸甘油酯的單位長度質量從下面的公式中得到:
[0062]mw=kO+kl*A+kl*B+k3 ( Φ ),
[0063]偶爾，也可以用arctanB/A代替系數Φ =B/A。
[0064]測試已經表明，尤其可以通過增加商Φ/B/A的權重來提高三乙酸甘油酯含量的測定精度。因此，例如公式mw=kO+kl*A+k2*B+k3*(D+k4* (Φ)2已經更加精確，但是它需要在校準過程測定另一個系數k4。
[0065]商Φ=Β/Α或者相應的arctanO或者數值Φ的另一個函數只是取決于濾嘴桿的三乙酸甘油酯和水分的含量，從而具有已知的三乙酸甘油酯值Hlw的水分值Ψ可以表示為:
[0066]W=fO+fl*C>+f2*mw
[0067]在單位濾嘴長度的三乙酸甘油酯質量隊和水分數值Ψ已知的情況下，可以從所測量出的A數值和/或所測量出的B數值測定出絲束含量的表面密度量。用于絲束含量的變量根據下面的公式表示為單位長度的質量:
[0068]mT=tO+t l*A+t2*B+t3*mw+t4* Ψ
[0069]其中tl至t4為通過校準測定的常數。[0070]在上面公式測定出的三乙酸甘油酯質量、水分和絲束表面質量的數值為正好位于微波諧振器的測量范圍中的部分連續濾嘴桿的瞬時數值。該測量范圍可以具有Imm或更大的長度。因此，這樣可以在連續濾嘴桿中測量出測量變量的曲線，并且例如可以測定出三乙酸甘油酯的局部分布。
[0071]可以根據基于傳感器的高測量空間解析率來檢測出由于在例如涂覆單元中滴落的三乙酸甘油酯而導致的三乙酸甘油酯聚集。這種濾嘴桿在切割程序之后可以去除以不進行下面的處理。可以按照適時的方式檢測出由于高三乙酸甘油酯濃度而導致的在生產過程期間在濾嘴桿中的孔的化學燃燒(“熱熔融”現象)，并且可以使之轉換。
[0072]還有，可以按照適時的方式檢測出例如由于刷子轉速不正確而導致的沒有充分調節三乙酸甘油酯涂覆，并且將它顯示并且校正。
[0073]另外，可以通過調節絲束含量來利用在不同包之間的水分波動，從而最終的濾嘴桿在與環境進行水分均衡中具有其目標重量和其目標壓降值。
[0074]可以通過檢測單位桿長的濾嘴絲束質量來補償例如由于長絲斷裂而導致的濾嘴絲束品質波動，因此成品的濾嘴桿具有其目標重量和其目標壓降值。
[0075]根據本發明也在用于曲線的數值中獲得了高的精度，因為對三乙酸甘油酯含量進行了長期參考測量，在更長時期內通過測量三乙酸甘油酯容器的重量減小或填注液位減小來檢測出從三乙酸甘油酯容器中定量分配出的三乙酸甘油酯。同樣，在存儲容器和三乙酸甘油酯涂覆腔室之間的三乙酸甘油酯流量可以在更長時期內測定出，其中該時期必須足夠長以對在三乙酸甘油酯流量中的波動取平均值。同時，包括連續濾嘴桿的速度或刀片轉動的測量導致測定出在相同時期內生產出的濾嘴桿的數量，因此可以通過統計軸編碼器脈沖數量來測定出單位濾嘴桿長度的三乙酸甘油酯含量。另一方面，可以將從供應源測定出的取平均值的參考三乙酸甘油酯數值與在相同時期內測定出的微波三乙酸甘油酯數值進行線性比較，并且通過測定三乙酸甘油酯質量來改變絕對項k0，從而可以進行補償，從而從微波諧振器的測量變量中獲取的三乙酸甘油酯信號對應于從三乙酸甘油酯供應源測量中得到的取平均值的參考三乙酸甘油酯值。
[0076]與提供給濾嘴絲束帶的長期單位時間參考質量的測量一起，可以參考從紅外激光測量裝置中發出的另一個信號，這幾乎不會受到三乙酸甘油酯含量和水分影響，但是相反明顯受到絲束質量影響。通過使得其光束偏轉穿過單根纖維的表面并且在其上散射來形成紅外激光信號，并且在光束通道中存在更多纖維時信號強度在通過濾嘴桿之后會更強烈的衰減。在纖維表面處存在光束散射，所以纖維材料的水分或三乙酸甘油酯含量在這散射方面影響很小。該信號只是對隨著例如絲束類型變化而出現的在纖維含量方面的變化起作用。濾嘴絲束包的纖度“F-Y-G”由纖維質量F和在規定長度處以克為單位的帶總質量G來限定。如果將所測量出的散射激光的強度S乘以由系數G/F表示的纖維數量，則濾嘴絲束信號結果與纖度無關。由于另一方面，激光信號隨著絲束質量增大而呈指數減小，所以在log(S*G/F)和絲束質量之間存在線性關系，這與三乙酸甘油酯和水分無關。因此，進一步得到改善的增塑劑的單位長度質量數值mw可以表示為:
[0077]mw=kO+kl*A+k2*B+k3*B/A+k4*log (S*G/F)。
[0078]通過這些變量，也可以采用從三乙酸甘油酯供應源中測定出的取平均值的單位長度參考質量校正絕對項k0。
【權利要求】
1.一種用于在濾嘴桿制造設備上在線測量連續濾嘴桿中的增塑劑的方法，該方法包括以下步驟: 在移動經過的連續濾嘴桿處利用微波諧振器測量出諧振偏移(A)和譜線變寬(B); 從所述微波諧振器的測量變量(A，B)中測定出增塑劑的單位長度質量； 在將所述增塑劑涂覆到濾嘴絲束帶上的情況下測量出單位時間所施加的增塑劑的參考質量； 從測量出的在一段時間上施加的增塑劑質量中測定出增塑劑的單位長度的平均參考質量; 在測定所述增塑劑參考質量的同一時期內，采用所述微波諧振器的測量變量取所測定出的增塑劑單位長度的平均質量值； 測定在所述單位長度質量的平均參考數值和平均單位長度質量之間的偏差；以及 根據所測定出的偏差校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的所述單位長度質量。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，用于測定所述參考質量的時間至少為所述濾嘴絲束的提起位置相對于濾嘴絲束包的來回運行持續時間。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在測定所述參考質量的時期內，實現將從所述微波諧振器中測定出的數值取平均值。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，根據下面的公式測定出增塑劑的單位長度質量mw:
mw=kO+kl*A+k2*B+P (Φ), 其中A為諧振偏移，B為譜線變寬，k0、kl、k2為系數，Φ為A和B的商,并且P為取決于Φ的多項式或Φ的函數。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，通過在從微波測量中得到的平均三乙酸甘油酯和參考測量的參考三乙酸甘油酯含量之間所測定的偏差值來校正常數kO的數值。
6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出所述存儲容器的重量減小以測定出增塑劑的單位長度參考質量。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出所述存儲容器的填注液位的變化以便測定增塑劑的單位長度參考質量。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出送入到供給管線中的體積以便測定增塑劑的單位長度參考質量。
9.如權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，連續測定出增塑劑的平均單位長度質量。
10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，連續測定出所述偏差。
11.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，連續校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的質量。
12.如權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，根據所述微波諧振器的測量變量和針對增塑劑單位長度質量的校正值來測定用于濾嘴桿的水分值。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，根據下面的公式測定水分值Ψ: Ψ=--+Π*Φ+?.2*πν 其中fO、fl和f2為系數，Φ為諧振偏移A和譜線變寬B的商或者所述商的函數，并且mff為增塑劑的單位長度質量的校正值。
14.如權利要求2和13中任一項所述的方法，其特征在于，下面的方法步驟: 測量在所述濾嘴絲束帶處散射的、在可見或紅外范圍內的輻射的強度S ;并且 針對從微波變量測定出的增塑劑單位長度，根據所述強度S測定出另外的校正項。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，從下面的公式中測定出增塑劑的單位長度質星%:
mw=kO+kl*A+k2*B+P ( Φ )+k3*log (S*G/F)。 其中k0、kl、k2和k3為系數，A為諧振偏移，B為譜線變寬，Φ為A和B的商、P為取決于Φ的多項式或Φ的函數、G為所述濾嘴絲束帶的質量，并且F為具有規定長度的濾嘴絲束帶的單根纖維的質量。
16.一種用于在煙草加工工業中在線測量在連續濾嘴桿(7)中的增塑劑含量的設備，該設備具有: 微波諧振器(10)，用來測量移動經過的連續濾嘴桿的諧振偏移(A)和譜線變寬(B)， 測量裝置，用來測量施加到濾嘴絲束帶(2)上的增塑劑的單位時間參考質量， 評估單元(16)，其被提供所述微波諧振器和所述參考測量裝置的測量值，所述評估單元用來: 從所述微波諧振器的測量數值中測定出所述增塑劑的單位長度質量； 從所述參考測量裝置測量出的測量值中測定出單位長度的平均參考質量； 基于與增塑劑的單位長度的平均參考質量的偏差校正增塑劑的單位長度質量。
17.如權利要求16所述的設備，其特征在于，天平裝置被提供作為參考測量裝置，用來檢測所述增塑劑在所述存儲容器中單位時間的參考質量變化。
18.根據如權利要求16或17所述的設備，其特征在于，所述參考測量裝置檢測所述存儲容器的填注液位的變化。
19.如權利要求16至18中任一項所述的設備，其特征在于，所述參考測量裝置具有體積流量計，用來在施加增塑劑的期間檢測單位時間的體積。
20.如權利要求16至19中任一項所述的設備，其特征在于，針對在所述濾嘴絲束帶處散射的激光設置激光器和光強傳感器，其中所述評估單元根據被散射的激光強度校正所述增塑劑的單位長度質量。
【文檔編號】G01N22/00GK103597342SQ201280007664
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2011年10月26日
【發明者】D·Y·揚切夫, U·施萊姆, R·赫爾曼 申請人:特夫斯電子有限責任兩合公司, 艾格爾集團股份公司